Si激光器的研究现状

概述了Si激光器的研究现状。介绍了Si激光器可能的激射机构,它们是多孔硅发光、Si中杂质发光、Si-Ge量子阱发光等。介绍了Si激光器近期的研究情况以及实用化所面临的技术问题。

实现受激光发射探索S i基激光器

本文首先评论了近5年来各类Si基纳米材料在光增益和受激光发射特性研究方面所取得的最新进展.进而指出,晶粒有序的小尺寸和高密度纳米晶Si(nc-Si),具有载流子三维量子受限的局域化纳米结构和具有高激活浓度Er掺杂的nc-Si:Er/SiO2纳米薄膜,将是实现Si基激光器的主要有源区材料.最后,对这一领域的今后发展趋势进行了初步展望.预计在今后的3～5年内,实现Si基激光器的探索性研究高潮即将到来,并极有可能获得重大突破性进展,即在进一步提高发光效率的基础上,实现稳定可靠的光增益和受激光发射特性.而后再用3～5年的时间,通过优化结构形式与工艺技术,研制出具有器件实用化水平的Si基激光器.

实现受激光发射的Si基纳米材料与结构

提出了5类实现Si基激光器的增益介质材料,即具有强三维量子限制效应的纳米晶Si(nc-Si)薄膜,掺稀土发光中心Er的Si基纳米材料,具有预期人工改性的高纯体单晶Si,基于子带跃迁的SiGe/Si量子级联结构,以及具有受激Raman散射特性的SOI(silicon on insulator)光波导结构．评述了这些材料在近3～5年中在高效率光致发光(PL)、电致发光(EL)、光增益和受激光发射特性方面所取得的重要进展,并简要讨论了今后发展中存在的一些问题．

Si/SiGe量子级联激光器研究进展

Si/SiGe量子级联激光器是一种新型的带内跃迁的红外光源,突破了Si基材料间接带隙特性对光跃迁的限制.Si/SiGe量子级联激光器的开发将为实现太赫兹有源器件的硅基集成产生深远影响.文章介绍了Si/SiGe量子级联激光器的工作原理,以及这类激光器在能带设计、材料生长和波导制作方面的最新进展.

Waveguide Simulation of a THz Si/SiGe Quantum Cascade Laser

The waveguide design is one of the most important parts in a terahertz quantum cascade laser（QCL）. Si/SiGe QCL waveguides, based on the Drude model and finite-difference time-domain （FDTD） method, are designed by the traditional refractive index waveguide structure, the single-sided metal structure, the double-metal clad structure, and a novel metal/metal silicide structure. The metal/metal silicide structure, showing high modal confinement,is convenient in process engineering and is expected to be a viable waveguide solution for Si/SiGe QCLs in the THz range.